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• Gian Carlos Dheyvi Quispe Rivera

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LABORATORIO DE PROCESOS QUIMICOS Informe No2

“Fermentación” Alumnos: Narvaez Solis, Kevin Jordan Bellido Cahuapas, Jhordan Saravia Arias, Carlos Grupo: 3 C11 – 4 – A

Profesor: Ing. AMES RAMÍREZ, HUGUEZ ENRIQUE

Fecha de realización: 23 de febrero

Fecha de entrega: 9 de Marzo

2015-I

Tecsup – 2015-I

TEMAS PÁGINAS

1. RESUMEN

3

2. PRESENTACIÓN DE DATOS

4-5

3. DISCUCIONES

6

4. CONCLUSIONES

6

5. RECOMENDACIONES

7

6. CUESTIONARIO

7-9

7. BIBLIOGRAFIA

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Tecsup – 2015-I Resumen Continuando con los experimentos de fermentación, en el presente laboratorio desarrollaremos la fermentación alcohólica y pondremos como ejemplo la producción de alcohol etílico a partir de azucares de caña utilizando la levadura sacchomyces cerevisae. Los objetivos de este laboratorio son observar y analizar los parámetros de este proceso. El laboratorio consiste en fermentar azúcar de chancaca (sustrato) con las enzimas contenidas en la levadura, obteniendo como producto alcohol etílico. La primera parte de este proceso consiste en preparar el sustrato y mezclarlo con la levadura para que empiece la reacción de fermentación, esta primera parte se realiza a condiciones ambientales; luego de esto para que favorecer el proceso de fermentación se pone a T° de 12 °c (congelador) por 7 días, depositándolo en una botella a medio cerrar; cubierto con un papel de filtro, con el fin de evitar la entrada de aire y favorecer la salida del CO2 formado. La segunda parte de este experimento se realizara en el próximo laboratorio, el proceso de destilación. Además del proceso de fermentación, se aplicara la técnica de determinación de densidad de soluciones a partir de patrones preestablecidos, para nuestro caso el agua y alcohol. Este proceso se realiza mezclando diferentes volúmenes de alcohol y enrazándolas con H2O hasta llenar un matraz volumétrico de 25 ml.Al final se realizara una curva de Densidad vs % de alcohol, para ver cómo afecta en la densidad de una muestra, el porcentaje de alcohol contenida en ella. El informe solo constara del análisis de la grafica Densidad vs % de alcohol, ya que el informe de fermentación netamente será cuando tengamos los resultados luego de la destilación, la cual se realizara en el próximo laboratorio.

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Tecsup – 2015-I Presentación de Datos: Tabla de datos: Para nuestro caso se prepara una muestra con 5 ml de alcohol y enrazamos con agua destilada el matraz volumétrico (fiola) de 25 ml.Se juntaron los datos de los otros grupos.

Volumen de alcohol en mL 1 2 3.75 5 8 10 12.5

Volumen de la mezcla en mL 25 25 25 25 25 25 25

Ejemplo de cálculos Para nuestro caso:   



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Tabla de resultados Para poder comparar nuestros resultados y hacer nuestra grafica Densidad vs % de alcohol , utilizamos los datos obtenidos por otros grupos:



Tabla de mezcla Alcohol mas agua en distintas proporciones:

Volumen de alcohol en mL 1 2 3.75 5 8 10 12.5 

Volumen de la mezcla en mL 25 25 25 25 25 25 25

Peso de la mezcla en g 24.73 24.62 24.45 24.08 23.4 22.95 22.91

Densidad de la mezcla en g/mL 0.989 0.985 0.978 0.963 0.936 0.918 0.916

%Volumétrico de la mezcla 4 8 15 20 32 40 50

Grafica Densidad vs % de alcohol:

60

% volumen de alcohol

50 40 30 Series1

20 10 0 0,9

0,92

0,94

0,96

0,98

1

Densidad de la mezcla

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Discusión de resultados: 

“Para una mezcla homogénea o heterogénea, su densidad se deberá establecer como la relación entre la masa total y volumen total que ocupa. Considerar que cada sustancia mantiene intacta sus propiedades físicas”. Instituto de ciencias y humanidades. Química Análisis de principios y aplicaciones Tomo I. Lumbreras .3era edición. Instituto de ciencias y humanidades.2013.



“Para el caso de la mezcla de un líquido en un líquido se suele expresar en términos de concentración o grado y se define como el volumen del soluto en ml disuelto en 100 ml de disolución multiplicado por 100 %”. Recuperado de: http://www.pvivov.net/eso/temas/disoluciones/disoluciones.pdf La presencia de oxigeno gaseoso es necesaria para algunas fermentaciones, como a la fermentación oxidativa de alcohol etílico para formar vinagre. En nuestra experiencia no fue necesaria ya que se requirió el alcohol etílico. Recuperado de: Manual de Fisiología vegetal. Ludwig E. Muller. pag-92 Antes de la fermentación se da la hidrolisis del azúcar obteniéndose glucosa y que a partir de esta se obtiene un intermediario metabólico que es el piruvato. Mediante el piruvato se realizan dos procesos catabólicos anaeróbicos (glucolisis y fermentación alcohólica). En la glucolisis, el piruvato se reduce a lactato y, en la fermentación alcohólica se convierte en etanol y dióxido de carbono. Recuperado de: Bioquìmica. Frank Bradley, Armstrong y Thomas Peter Bennett. Pag- 276

Conclusiones:



La tabla de Densidad de la mezcla vs % de alcohol, nos servirá una vez que obtengamos la densidad de nuestro etanol obtenido luego de la destilación de nuestra solución, proveniente de la reacción de las glucosas de la chancaca y las enzimas de la levadura.



A partir de esta densidad, podremos ubicar el porcentaje de etanol que nuestra muestra contiene.



También podremos ver la proporción de agua y alcohol que debemos tener en cualquier volumen de mezcla, proporcionándonos con esto ilimitadas combinaciones.



La tabla nos deja deducir que mientas mas alcohol tengamos en una disolución con agua, la densidad de la muestra será menor.

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Tecsup – 2015-I Recomendaciones:    

Al momento de pesar en la balanza, este debe estar calibrado debidamente fin de evitar errores sistemáticos. Poner el matraz volumétrico vacio sobre la balanza y sobre ella verter los líquidos (agua y etanol), para tener pesos mas exactos. Verificar el estado de las pipetas con las que servirán de ayuda para medir el volumen del alcohol vertido. Tomar los datos rápidamente, debido a que es una balanza sensible, esta puede captar corrientes de aire, lo que afectaría nuestro pesaje.

Cuestionario: 1.- Escriba la formula estructural de la sacarosa y de la glucosa. Sacarosa

Glucosa

C12H22O11

C6H12O6

2.- Escriba la ecuación de la reacción de fermentación de la sacarosa. Hidrolisis acida o enzimática :acida con acido sulfúrico o enzimática con la enzima amilasa Sacarosa + H+(ac)  glucosa + fructosa Fermentación: C6H12O6(ac) + (H2O + levadura + nutrientes)  2C2H5OH(ac) + 2CO2 + calor

3.- ¿Cuál será la reacción de fermentación para la producción de la cerveza?

4.- ¿Qué diferencia existe entre la glucosa y la fructosa? La glucosa es un aldehído, lo que significa que es un compuesto que contiene un grupo carbonilo con al menos un átomo de hidrogeno unido a el. Se encuentra presente en mayor o menor medida en todos los alimentos que contengan azucares. La fructosa se encuentra en frutas como las manzanas, naranjas, fresas y en la miel. A diferencia de la glucosa, que es un aldehído; la fructosa es una cetona, lo cual significa que es un compuesto que contiene un grupo carbonilo con dos grupos de hidrocarburos unidos a el.

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Tecsup – 2015-I 5.- La botella de un tipo de vino dice que contiene 15% en volumen de alcohol. ¿Cuál será el volumen de alcohol puro que se consumirá en dos botellas de 800mL cada una? Volumen de alcohol = 15% 800mL x

100% 15%

x=120mL de alcohol en cada botella

6.- Describa el proceso de fabricación de alcohol para ser usado mezclado con gasolina. Hacer un diagrama de flujo cualitativo. La mezcla etanol – gasolina, poseen una baja tolerancia al agua, la cual disminuye al incrementar el porcentaje de etanol o la temperatura. Tradicionalmente, la separación del sistema etanol – agua se hace con destilación azeotropica, usando benceno, pentano o dietil éter como solventes o mediante destilación extractiva empleando etilenglicol o gasolina; estas tecnologías sin embargo involucran altos costos de capital y operación. En la destilación extractiva con una combinación de sal y solvente como agente de separación permite obtener productos de alta pureza.

Diagrama de flujo de fabricación de alcohol (etanol anhidro) para mezclar con gasolina: Destilación extractiva

Columna para concentrar el azeotropo: alimentación de etanol diluido

Columna de destilación extractiva: alimentación del solvente concentrado (obtención del alcohol de alta pureza).

Columna de recuperación de solvente: aliementacion de solvente – agua desde los fondos de la columna anterior. Procesos Químicos y Metalúrgicos - Fermentación

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Descripción del proceso: La columna 1 sirve para llevar el etanol diluido hasta una composición cercana a la azeotropica, para luego ser alimentado en un plato intermedio de la columna 2, el solvente es alimentado en esta columna en una de las etapas superiores para aumentar la volatilidad relativa del etanol. Como producto de cima de esta columna se obtiene etanol anhidro y en los fondos se recolecta una mezcla de solvente – agua, la cual se alimenta a la columna 3 para recuperar el solvente por los fondos y devolverlo a la columna 2.

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Bibliografía: 

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Recuperado de : http://web.udl.es/usuaris/w3511782/Procesado_de_Alimentos/7._Fermentacion_y_tec nologia_de_enzimas_files/7%20-%20Fermentacion.pdf Recuperado de : http://www.planetasaber.com/theworld/gats/seccions/cards/default.asp?pk=958&art= 59 Recuperado de : http://www.pvivov.net/eso/temas/disoluciones/disoluciones.pdf Instituto de ciencias y humanidades. Química Análisis de principios y aplicaciones Tomo I. Lumbreras .3era edición. Instituto de ciencias y humanidades.2013. Recuperado: http://www.bdigital.unal.edu.co/1175/1/jimmyandreslopezjimenez.2005.pdf Recuperado de : http://www.scielo.org.co/pdf/dyna/v74n151/a06v74n151.pdf Bioquìmica. Frank Bradley, Armstrong y Thomas Peter Bennett. Pag- 276 Manual de Fisiología vegetal. Ludwig E. Muller. pag-92

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